Voltan

Voltan (kadang kala dikenali sebagai tekanan elektrik atau electrical tension; Jawi: ‏ۏولتن‎‎) ialah perbezaan keupayaan antara dua titik elektrik atau litar eletronik yang digambarkan sebagai volt.^[1] Ia mengukur keupayaan tenaga bagi medan elektrik untuk menghasilkan arus elektrik dalam pengalir elektrik. Bergantung kepada perbezaan keupayaan elektrik, ia dikenali sebagai voltan amat rendah, voltan rendah, voltan tinggi atau voltan amat tinggi.

Simbol keselamatan sedunia "Awas, risiko kejutan elektrik" (ISO 3864), secara tidak rasmi dikenali sebagai simbol bervoltan tinggi.

Penjelasan

Definisi matematik

Perbezaan keupayaan elektrik ditakrifkan sebagai jumlah tenaga yang diperlukan untuk menggerakkan satu unit cas elektrik dari titik kedua ke titik pertama. Perbezaan keupayaan antara dua titik antara titik a dan b ialah kamiran talian (line integral) bagi medan elektrik E:

${\displaystyle V_{a}-V_{b}=\int _{a}^{b}\mathbf {E} \cdot d\mathbf {l} .}$

Formula berguna

litar DC

${\displaystyle V={\sqrt {PR}}}$

${\displaystyle V={R*I}}$

${\displaystyle R={\frac {V}{I}}}$

Yang mana V = voltan/perbezaan keupayaan, I = keamatan arus elektrik, R = rintangan, P = kuasa/watts

litar AC

${\displaystyle V={\frac {P}{I\cos \phi }}}$

${\displaystyle V={\frac {\sqrt {PZ}}{\sqrt {\cos \phi }}}\!\ }$

${\displaystyle V={\frac {IR}{\cos \phi }}}$

Yang mana V=voltan, I=arus elektrik, R=rintangan, P=kuasa sebenar, Z=galangan, φ=sudut vektor fasa antara I dan V

Penukaran AC

${\displaystyle V_{avg}=.637\,V_{pk}={\frac {2}{\pi }}V_{pk}={\frac {\omega }{\pi }}\int _{0}^{\pi /\omega }V_{pk}\sin(\omega t-kx){\rm {d}}x\!\ }$

${\displaystyle V_{rms}=.707\,V_{pk}={\frac {1}{\sqrt {2}}}V_{pk}=V_{pk}{\sqrt {\langle \sin ^{2}(\omega t-kx)\rangle }}\!\ }$

${\displaystyle V_{pk}=0.5\,V_{ppk}\!\ }$

${\displaystyle V_{avg}=.319\,V_{ppk}\!\ }$

${\displaystyle V_{rms}=.354\,V_{ppk}={\frac {1}{2{\sqrt {2}}}}V_{ppk}\!\ }$

${\displaystyle V_{avg}=0.900\,V_{rms}={\frac {2{\sqrt {2}}}{\pi }}V_{rms}\!\ }$

Yang mana V_pk=voltan puncak, V_ppk=voltan puncak ke puncak, V_avg=purata voltan dalam separuh kitaran, V_rms=voltan berkesan (punca kuasa min kuasa dua),dengan anggapan gelombang sinosoid dengan bentuk ${\displaystyle V_{pk}\sin(\omega t-kx)}$, dengan tempoh ${\displaystyle T=2\pi /\omega }$, dan yang mana sudut kurungan (dalam persamaan dalam punca-min-kuasa dua) mewakili purata tempoh bagi keseluruhan masa.

Voltan penuh

Punca-punca voltan dan turunan dalam litar bersiri:

${\displaystyle V_{T}=V_{1}+V_{2}+V_{3}+...+V_{n}\!\ }$

Punca-punca voltan dan turunan dalam litar selari:

${\displaystyle V_{T}=V_{1}=V_{2}=V_{3}=...=V_{n}\!\ }$

Yang mana ${\displaystyle n\!\ }$ ialah punca voltan ke-n atau turunan

Penurunan voltan

Merentasi perintang (Perintang R):

${\displaystyle V_{R}=IR_{R}\!\ }$

Merentasi pemuat (Pemuat C):

${\displaystyle V_{C}=IX_{C}\!\ }$

Merentasi peraruh (Peraruh L):

${\displaystyle V_{L}=IX_{L}\!\ }$

Yang mana V=voltan, I=arus elektrik, R=rintangan, X=regangan.

Keselamatan

Keselamatan elektrik turut dibincangkan dalam rencana voltan tinggi dan kejutan elektrik.